Uudne andmetalletustehnika pakub lahendust andmekeskuste energianäljale ({{commentsTotal}})

Autor/allikas: Kimel et al./Nature

Infoühikute – 1 ja 0 – töötlemisele kulutatakse umbes kaks protsenti maailmas toodetavast elektrist. Sellest märgatav osa kulub andmete kirjutamisel vabanevast soojusest vabanemiseks. Näitaja kahekordistub seejuures iga viie aastaga. Hollandi ja poola teadlased esitlevad nüüd süsteemi, mille abil eraldub bittide kirjutamisel soojust praegusest miljoneid kordi vähem.

''Näitasime, et meil võtab biti kirjutamine umbes 20 pikosekundit ehk see ületab tänapäeva tippseadmete jõudlust umbes viis korda. Kuid tähtsamana eraldub selle käigus viis miljonit korda vähem soojust. Vähemalt teoreetiliselt pole tegu veel piiriga,'' selgitas Hollandis asuva Radboudi ülikooli materjaliteadlane Alexey Kimel. Näiteks välkmälu puhul hajub ühte bitti kirjutades raudvarasse keskmiselt 10 nanodžauli (10-9) jagu energiat. Kimeli ja ta kaaslaste meetodi puhul oleks see kadu aga vaid paarkümmend attodžauli (10-18).

Eesti juurtega Kimel nentis, et inimeste kodu- ja sülearvutites ei hakka esitletud tehnikal põhinevaid seadmeid nägema mitte kunagi või vähemalt mitte nii pea. Bittide kirjutamiseks läheb tarvis femtosekundlaserit. Kiireimate keemiliste reaktsioonide toimumisajaga võrreldava pikkusega valgusimpulsside tekitamiseks kasutatav seade täidab pool tuba ja maksab umbes 100 000 eurot.

''Tänapäeval on aga arvutid seotud üha enam pilvega. Probleem andmete salvestamisel vabaneva soojusega tekib pigem seal. See on ka põhjus, miks ehitas näiteks Facebook oma moodsaima andmekeskuse Rootsi polaarjoone lähistele. Suurte andmekeskuste skaalal pole taoliste uudsete lahenduste kasutusse võtmine enam utoopiline,'' märkis materjaliteadlane. Samale viitas möödunud aastal ühele ruutsentimeetrile enam kui ühe terabaidi jagu infot mahutavate mäluseadet esitlenud Delfti ülikooli füüsik Sander Otte.

Uued väljakutsed
Viimase kümnendil on elektroonikatööstus tegelenud andmete talletamise kiirendamiseks kontseptsiooniga, kus eelsoojendatakse andmeühiku kirjutamiseks kasutatavat pinda laseriga. HRAM-i kasutatavad seadmed peaksid jõudma turule järgmisel aastal. Sealt edasi puudub aga selge nägemus, kuhu suunata pilk järgmisena. Kimeli ja ta kaaslaste lahendus pakub ühte võimalikku jätku.

Seade põhineb magnetismi uuringutes sageli kasutataval kristalli-sarnasel rauast ja ütriumist sõrestikul, kuhu on lisatud koobaltiioone. Need on aga valgusimpulside suhtes ülitundlikud. Optiline ergastatus võib muuta elektronide orbitaalset liikumist. See omakorda on seotud tugevalt nende magnetilise momendiga, mis mõjutavad omakorda terve piirkonna magnetisatsiooni. Vastavalt sellele, millises suunas kasutatav laserivalgus ise võngub, saab kirjutada ainesse ''1'' ja ''0'' ehk klassikalisi bitte.

Kimel nentis, et hetkel on bittide läbimõõt võrreldes tänapäeva kõvaketastega väga suur. ''Peame vähendama seda veel vähemalt kümme korda – 100 nanomeetrini, mis on valguse lainepikkusest palju väiksem. Valguse sedavõrd väikesele alalae koondamine pole kerge, kuid mitte võimatu,'' märkis materjaliteadlane. Töörühmal on selleks juba ka paar ideed.

Samuti lootis Kimel, et soojuskadu õnnestub veelgi vähendada. ''Kui magnetisatsiooni muutmisest rääkida termodünaamika kontekstis, siis on kahel asendil võrdne energia ja entroopia. Seega pole selge, miks peaks selle käigus üldse soojust eralduma. Tahame selle teooria proovile panna. Iseasi, kus reaalsus meile piirid paneb,'' muigas materjaliteadlane.

Kimel meenutas, et kuigi ringpolariseerunud valgust on uuritud üle maailma, tehti seda ka Tartu ülikoolis. Näiteks tegeles 1980. aastatel magnetvälju tekitavate ringpolariseerunud foononitega füüsik Karl Rebane.

Uurimus ilmus ajakirjas Nature.



Elevant.Elevant.
Plastplaneet: inimeste valmistatud plastmass kaalub miljard elevanti

Plast on populaarne. Selles pole mingit kahtlust. Materjali masstootmise algusest saati on valmistatud plasti niivõrd palju, et kaaluda üles enam kui miljard elevanti. Taaskasutusse on jõudnud sellest aga vaid napid üheksa protsenti, näitavad värsked arvutused.

Lisatud graafikud.

Õpilaste teadusajakirjas Akadeemiake on teadlaste range eelretsenseerimise läbinud kaheksa värsket õpilasteuurimust. Akadeemiakese toimetus tegi koos ERR Novaatoriga kolmest tööst kokkuvõtted.
Taimetarkus
Karulauk.Karulauk.
Laansoo: inimeste taimeteadlikkus võiks olla kõrgem

Botaanik Urmas Laansoo sõnul on viimastel aastatel kasvanud ravim- ja metsataimede populaarsus, kuid inimeste teadlikkus pole menukusele järele jõudnud. Sestap leiab Laansoo, et korilusentusiastid peaksid tegema rohkem kodutööd enne kui metsast tundmatu leht või õis koju tuuakse. 

Ravimtaimena tuntud nõgesest saab matka tarbeks ka hea köie.Ravimtaimena tuntud nõgesest saab matka tarbeks ka hea köie.

Etnobotaanik: rahvas on ikka leidnud taimedele nutikaid kasutusviise

Etnobotaanik Raivo Kalle nendib, et meie eelkäijad on olnud taimeriigiga rohkem ühenduses ja leidnud kõigile metsasaadustele rakendust. Samas on teadlase hinnangul viimastel aastatel taimeteadlikkus kasvanud, mistõttu on ka linnainimesed taastamas sidet loodusega. 

Emase humala-eistekedriku tiivad on kollased ja nende siruulatus on umbes 48 millimeetrit.Emase humala-eistekedriku tiivad on kollased ja nende siruulatus on umbes 48 millimeetrit.
Video: nähtamatu kummituse ehk tantsulise ööliblika varjatud elukäik

Tartu ülikooli putukateadlane Sille Holm jälgis kodutalu hoovis Euroopa ühe tantsulisema ööliblika humala-eistekedriku varjatud elu nukust eduka paaritumiseni ja avaldas sellest Instagramis lõbusa video. Skandinaavia ja germaani mütoloogias tuntakse humala-eistekedrikut "nähtamatu kummitusena". 

TõstmineTõstmine
Vaid spordijook ei pane lihast kasvama

Hargnenud ahelaga aminohapped leutsiin, valiin ja isoleutsiin kannavad spordijookides koos lühendit BCAA. Leutsiin, valiin ja isoleutsiin moodustavad üle kolmandiku meie lihaskiust. Kuid lihaskasvu täiemahuliseks stimuleerimiseks vaid neist ei piisa.

Geko jalg.Geko jalg.
Gekojalast inspireeritud robot aitab päästa maailma kosmoseprügist

Kus on käinud inimesed, sealt leiab ka rämpsu. Alates esimestest kosmose vallutamise plaanidest saadik on suutnud inimkond tekitada maakera ümber enam kui poolest miljonist rusutükist koosneva pilve. Segaduse klaarimise võti võib peituda maailma peaaegu kõige osavamates ronijates – gekodes – ja neist inspireeritud robotites.

Kaheksas raseduskuu.Kaheksas raseduskuu.
Doktoritöö: kes vastutab, kui Eestis sünnib laps, keda vanemad ei soovinud?

Kas tervishoiuteenuse osutaja peaks hüvitama lapse ülalpidamiskulud, kui isikud on soovinud lapse saamist vältida, kuid arsti eksimuse tõttu naine siiski rasestub ja sünnitab igas mõttes terve lapse? Aga kui sündiv laps on raske puudega?

ERR kasutab oma veebilehtedel http küpsiseid. Kasutame küpsiseid, et meelde jätta kasutajate eelistused meie sisu lehitsemisel ning kohandada ERRi veebilehti kasutaja huvidele vastavaks. Kolmandad osapooled, nagu sotsiaalmeedia veebilehed, võivad samuti lisada küpsiseid kasutaja brauserisse, kui meie lehtedele on manustatud sisu otse sotsiaalmeediast. Kui jätkate ilma oma lehitsemise seadeid muutmata, tähendab see, et nõustute kõikide ERRi internetilehekülgede küpsiste seadetega.